早期的测井仪器是利用康普顿散射测定地层的密度，称为补偿密度测井；改进后的仪器同时利用光电效应和康普顿效应，测定地层的岩性和密度，称为岩性密度测井；最新的是利用散射γ射线能谱分析测定岩性密度的散射γ能谱测井仪。

散射γ能谱测井仪的探头结构通常由¹³⁷Cs（密度）源、¹³⁷Cs稳谱源、辐射屏蔽体、短源距和长源距γ射线探测器等组成。¹³⁷Cs（密度）源发出的γ射线经过地层散射后，散射光子进入短源距和长源距γ射线探测器，得到两个散射γ信号，经过信号补偿校正后，可以计算出地层的岩性和密度等此地质参数。此外，三探测器密度测井仪安装了三个探测器，除了短源距和长源距γ射线探测器（NaI晶体）之外，在靠近γ源的位置加了第三个探测器（GSO晶体），用来测量与地层只发生一次康普顿散射的背散射高能γ射线，这样就可以提高密度测量精度和减小泥饼的影响。散射γ能谱石油测井仪结构原理图和散射γ能谱岩性分析原理见图1和图2所示。

图1 散射γ能谱石油测井仪结构原理图

图2 散射γ能谱岩性分析原理